Реферат на тему:
Основні механізми регуляції активності ендокринних залоз
Основні механізми регуляції активності ендокринних залоз
1. Автономна (базальна) саморегуляція активності ендокринної функції. Заснована на зворотний вплив обмінних процесів. Встановлено в експериментах з перфузией залози розчинами, які містять регульований фактор (метаболіт) в різних концентраціях. Характеризується наступною закономірністю: регульований залозою метаболіт чинить стимулюючу дію на ендокринну функцію, якщо гормон знижує його зміст, але гальмує її, якщо гормон підвищує вміст метаболіту (приклад: вплив рівня глюкози крові на виділення інсуліну і глюкагону). Цей механізм - основа підтримки метаболічного гомеостазу.
2. Взаємодія між гіпофізом і залозами-мішенями. Засноване на прямий (позитивної, стимулюючої) зв'язку і зворотного (негативною, що гальмує) зв'язку, носить також назву «плюс-мінус-взаємодія». Наприклад, аденогіпофіз виділяє АКТГ, який надає стимулюючу дію на кору надниркових залоз і виділення кортизолу, який, у свою чергу, гальмує секрецію АКТГ. Цей принцип є основою саморегуляції активності ендокринної системи і забезпечує підтримку ендокринного гомеостазу.
3. Нервовий контроль ендокринної активності. Здійснюється через гіпоталамус. Основні шляхи:
1) парааденогіпофізарний (нервово-провідникової), реалізується через симпатичні і парасимпатичні нерви залоз;
2) трансгіпофізарний, що включає гіпоталамічні фактори (гормони) і гуморальний контроль функції аденогіпофіза.
Відомі транспортні системи, що забезпечують рух БАР в гіпофіз:
1) виділення в портальну систему гіпофіза гіпоталамічних факторів, що активують (ліберіни) або пригнічують (статини) гормонопоез в передній долі гіпофіза;
2) аксональний транспорт - перенесення нейрогормонів (вазопресину і окситоцину) з нейросекреторних ядер (супраоптіческого і паравентрикулярного) в задню частку гіпофіза.
Гіпоталамічна регуляція функцій аденогіпофіза контролюється негативним зворотним зв'язком. Наприклад, кортіколіберін збільшує секрецію АКТГ, який гальмує активність гіпоталамічних клітин, що продукують кортіколіберін. У системі регуляції активності довгих ендокринних осей «гіпоталамус-гіпофіз-заліза-мішень» ця петля зворотного зв'язку носить назву «короткій». Другий варіант регуляції активності такої ж осі - «довга петля» зворотного зв'язку, тобто взаємодія між гіпоталамусом і залозою-мішенню, засноване на чутливості гіпоталамічних нейронів, які продукують відповідний рилізинг-фактор, до гормону відповідної залози-мішені. Всі ці взаємодії забезпечують підтримку ендокринного гомеостазу.
4. Зовнішній контроль. У ньому беруть участь лімбічні структури, стара і нова кора, через які здійснюються впливу з зовнішнього середовища (холод, тепло, світло, фактори, що викликають психічний та емоційне напруження і т.д.). Зовнішній контроль переводить ендокринну систему на іншій функціональний рівень, відповідний новим потребам організму, тобто забезпечує адаптацію до мінливих умов зовнішнього середовища.
Біологічне значення ендокринної функції:
1) підтримання гомеостазу;
2) формування адаптивних (пристосувальних) реакцій.
Механізми компенсації порушеної функції ендокринної залози
Зміни функцій ендокринних залоз, що відбуваються під впливом пошкоджуючих чинників середовища, як правило, супроводжуються порушеннями в організмі обміну речовин і фізіологічних функцій. Відповідно, компенсаторні процеси в ендокринній системі слід розділити на дві основні групи:
1) компенсація порушеної функції самої ендокринної залози;
2) компенсація порушених процесів метаболізму і фізіологічних функцій, регульованих в організмі ендокринної залозою, при недостатності її гормонів.
Механізми компенсаторних процесів першої групи можуть бути як внутріорганних і внутрішньосистемні, так і міжсистемних. По-перше, компенсація порушеної функції тієї чи іншої залози здійснюється за рахунок механізмів саморегуляції на рівні самої залози або системної регуляції за принципом зворотнього зв'язку. По-друге, компенсація реалізується, як і в більшості інших органів, за рахунок мобілізації процесів фізіологічної та репаративної регенерації, здатність до якої у залозистої тканини досить висока. По-третє, компенсаторні процеси здійснюються за рахунок зміни функцій інших систем організму, наприклад, забезпечують всмоктування необхідних для синтезу гормонів залози субстратів в шлунково-кишковому тракті, транспорт гормонів у вільному стані і в складі білкових комплексів, метаболізм і деградацію гормонів, екскрецію гормонів, нарешті, зв'язування гормонів на рівні ефектора.
Компенсаторні процеси другої групи реалізуються завдяки тому, що в регуляції основних метаболічних та функціональних процесів бере участь, як правило, кілька гормонів різних ендокринних залоз, що дозволяє компенсувати недостатність або надмірність одних гормонів ефектами інших (внутрішньосистемних компенсація). Компенсаторні процеси цієї групи здійснюються і за рахунок міжсистемних реакцій за допомогою нервової регуляції і саморегуляції метаболічних і фізіологічних функцій.
Оскільки механізми саморегуляції функції ендокринної залози, перш за все, пов'язані з процесами депонування гормонів, їх попередників і навіть субстратів в самій залозі, створюваний таким чином запас гормонів, попередників і субстратів може забезпечити швидку, але короткочасну компенсацію виникає в організмі дефіциту субстрату або підвищеної потреби в гормоні. Так, у колоїді щитовидної залози, що знаходиться в фолікулах, зберігаються йодтироніни і йодтірозіни і навіть вільний йодид.
Ауторегуляція синтезу і секреції тиреоїдних гормонів на рівні самої залози забезпечується рівнем йоду. Недолік його активує екстракцію йодиду з крові, зростання кровотоку через щитовидну залозу і прискорення біосинтезу тиреоїдних гормонів. Навпаки, надлишок йодиду пригнічує синтез і секрецію тиреоїдних гормонів. Механізм інгібуючої дії йодиду, як правило, проявляється в умовах надлишкової продукції гормонів, полягає в зниженні екстракції йодиду з крові, гальмуванні процесів органічного зв'язування йоду, а також придушенні секреції гормонів залозою. Призначення йодиду з лікувальною метою практикується у хворих з гіперфункцією щитовидної залози, при зобі. Надмірність інгібуючого впливу надмірних доз йодиду у хворих з гіпертиреоїдних зобом веде до переходу гіпертиреоїдних стану в еутиреоїдного.
Для компенсації порушеної функції ендокринної залози найважливіше значення має системний рівень регуляції, реаліізующійся за допомогою механізму зворотного зв'язку. Так, регуляція функції щитовидної залози забезпечується гіпоталамо-аденогіпофізарной системою за допомогою пептидів: тиреоліберином гіпоталамуса і тиреотропіну гіпофіза. Зміна рівня гормонів щитовидної залози в крові (переважно трийодтироніну) викликає протилежні зрушення в синтезі і секреції цих пептидів. При дефіциті тиреоїдних гормонів підвищується за принципом зворотного зв'язку рівень тиреотропіну в крові сприяє активації в щитовидній залозі всіх біосинтетичних і секреторних процесів, а також стимулює трофіку і пластичні процеси, фізіологічну і репаративну регенерацію, що веде до відновлення зниженої функції залози.
Необхідною умовою регенерації залози після її пошкодження є наявність певної концентрації в крові тиреоїдних гормонів, що виробляються пошкодженими структурами ж лези. Це пов'язано з тим, що гормони щитовидної залози необхідні для процесів біосинтезу білка і ділення клітин в організмі. Вони стимулюють регенерацію більшості тканин організму взагалі і самої залози зокрема. Таким чином, при повному припиненні секреції тиреоїдних гормонів або зниженні їх концентрації в крові нижче порогового рівня регенерація залози навіть при надлишку тиреотропіну виявляється неможливою. Якщо функція залози знижена в результаті дефіциту йоду або якщо пошкодження її структур виявилося настільки значним, що призвело до різкого зменшення рівня тиреоїдних гормонів у крові, що мобілізуються в кров за механізмом зворотного зв'язку тиреотропін викликає не регенерацію, а компенсаторну гіпертрофію залози. Отже, процеси регенерації будуть тим слабше, чим менше залишається неушкодженої тканини (наприклад, після резекції).
При недостатності процесів регенерації щитовидної залози іноді виникає необхідність в їх штучної стимуляції. Штучне управління регенерацією щитовидної залози потребує екзогенного введення ретельно дозованих оптимальних кількостей тиреоїдних гормонів, щоб, з одного боку, стимулювати процеси регенерації, а з іншого - не придушити їх надлишком підвищеної секреції тиреотропіну.
Регенераторна здатність висока і в інших ендокринних залозах, зокрема в наднирниках. Так, гіперфункція кори надниркових залоз, викликана, наприклад, надлишкової стимуляцією кортикотропіном гіпофіза, призводить до її гіпертрофії внаслідок посилення секреторного процесу. При цьому відбувається і перебудова структури кори з переважним збільшенням маси клітин пучкової зони. Регенерація кори надниркових залоз є наслідок первинного ушкодження тканини, і хоча при цьому механізм зворотного зв'язку приводить до підвищення в крові рівня кортикотропіну, для повноцінної регенерації необхідні й інші речовини - клітинні стимулятори регенерації, тиреоїдні гормони, а також попередники синтезу і метаболіти стероїдних гормонів кори надниркових залоз. Процес регенерації кори надниркових залоз розвивається при різних ступенях пошкодження, навіть при енуклеація, тобто майже повному видаленні. Формирующаяся при регенерації перебудова метаболічних процесів веде до зміни кількісних та якісних характеристик біосинтезу стероїдних гормонів, що не тільки викликає стимуляцію репаративних процесів у самій корі надниркових залоз, а й впливає на функції організму, нерідко призводячи до вторинних порушень. Так, наслідком регенерації кори надниркових залоз є артеріальна гіпертензія. В експериментах на тваринах показано, що пошкодження кори надниркових залоз, що відтворюється різними способами (роздавлювання, прошиванням, енуклеація тощо), призводить до формування артеріальної гіпертензії, що отримала назву «регенераційної».
Компенсація порушених функцій ендокринних залоз здійснюється і на міжсистемної рівні. Так, біологічна активність секретується в кров гормонів змінюється в результаті їх зв'язування з транспортними білками крові. Надмірна секреція кортизолу корою наднирників веде до збільшення у крові не тільки вільною, але і пов'язаної з транскортином форми гормону, а надмірне зв'язування гормону з транспортними білками зменшує його біологічну активність. Це відбувається в торпидную фазу травматичного шоку, коли підвищена секреція кортизолу супроводжується надмірним утворенням пов'язаної форми гормону. Навпаки, в початкову фазу стресу («реакція тривоги» за Г. Сельє) відбувається вивільнення кортизолу із зв'язку з транскортином, що веде до збільшення у крові концентрації біологічно активної форми гормону і є необхідною умовою захисної реакції організму. Завдяки утворення кількох транспортних форм гормону здійснюється більш значуща компенсація надлишкових кількостей гормону в крові. Так, при підвищенні концентрації кортизолу в крові до рівня> 1,0 мкмоль / л частина гормону зв'язується також з альбуміном крові.
Компенсація надлишкової секреції в кров гормонів здійснюється й через активацію їх руйнування в печінці, метаболічних перетворень в тканинах-мішенях і екскреції з сечею. При не-достатній синтезі і секреції гормонів ці процеси, навпаки, протікають менш інтенсивно. До компенсаторним процесам міжсистемного рівня відноситься і зміна депонування гормо-нів в тканинах. Так, при тиреотоксикозі у міокарді знижується вміст депонованих катехоламінів, оскільки при підвищеному рівні тироксину порушуються процеси окисного фосфорилювання, і розвивається дефіцит АТФ, а також гальмується активність дофадекарбоксілази. Надмірна кількість в крові тиреоїдних гормонів викликає підвищення чутливості тканин, зокрема серця, до катехоламінів. Зменшення кількості катехоламінів у міокарді, таким чином, є важливим механізмом зниження впливу надлишкових кількостей тиреоїдних гормонів на серцевий м'яз.
Компенсаторні реакції на рівні ефектора нерідко підкоряються правилу вихідного стану. Сутність цього правила полягає в тому, що початковий стан функціональної активності тканини, органу або системи визначає величину і характер їх реакції на подразник. Так, в умовах підвищеної функціональної активності ефектора (включаючи і рівень обміну речовин) гормони-активатори функції можуть взагалі не викликати ефекту або вести до ослабленого або навіть протилежного (тобто гнітючого) ефекту. Навпаки, при ослабленій функціональної активності ефектора такі гормони-стимулятори викликають, як правило, більш потужний активуючий ефект. Подібної закономірності підкоряються і метаболічні ефекти гормонів. Наприклад, в умовах підвищеного катаболізму білка в організмі глюкокортикоїди або втрачають свій катаболічний ефект, або проявляють його дещо слабше, або викликають навіть анаболічну дію. У механізмах реалізації правила вихідного стану, поряд з дією гормонів-антагоністів і процесами саморегуляції метаболізму, істотну роль грає залежне від функціональної активності клітин зміна кількості та афінності клітинних мембранних рецепторів гормонів.
Компенсація надлишку або нестачі рівня гормонів в крові може також здійснюватися на рівні тканин-мішеней за допомогою зміни числа і афінності клітинних мембранних рецепторів, приводячи до десенситизации клітин в умовах надлишку гормонів або до їх сенситизации при гормональному дефіциті.
Компенсація порушень процесів метаболізму і фізіологічних функцій, регульованих ендокринної залозою, при недостатності її гормонів. Найбільш значущу роль у компенсації порушень діяльності ендокринних залоз відіграють компенсаторні процеси, спрямовані не на підтримку секреторною діяльності залози, рівня гормону в крові або його впливу на органи-мішені, а на забезпечення компенсації недостатніх або надлишкових ефектів гормону, тобто компенсації порушень регульованих гормоном процесів - метаболічних і функціональних.
Один з найважливіших механізмів такої компенсації пов'язаний з наявністю синергізму та антагонізму ефектів гормонів різних ендокринних залоз. Так, адреналін, глюкагон, глюкокортикоїди, соматотропін підвищують рівень глюкози в крові за рахунок розщеплення глікогену, глюконеогенезу та придушення утилізації глюкози периферичними тканинами. Інсулін протидіє цим ефектам і викликає гіпоглікемію. Прикладами синергізму (часткового) можуть служити ефекти паратирин і кальцитріолу (активація всмоктування кальцію в кишечнику), а антагонізму - ефекти паратирин (гіперкальціємія) і кальцитоніну (гіпокальціємія). Як правило, синергізм та антагонізм ефектів гормонів є неповними, тому компенсація одних порушень метаболізму та функцій супроводжується збільшенням інших. Це особливо яскраво тпроявляется в процесі формування порушень діяльності ендокринної залози, коли нерізкі, предпатологические відхилення функції компенсуються, а більш виражені - проявляються.
Діяльність ендокринних залоз взаємозалежні. Цей взаємозв'язок виражається не тільки у змінах синтезу і секреції гормонів однієї залози під впливом гормонів інший (наприклад, кортикостероїди пригнічують функцію щитовидної залози), а й у відповідних процесах на рівні ефекторів (наприклад, паратирин інгібує антидіуретичний ефект вазопресину). Здатність гормонів міняти реакцію тканини-мішені на дію інших гормонів і нейромедіаторів, що отримала назву «реактогенної дію гормонів», є одним з важливих механізмів компенсації порушених в організмі метаболічних процесів і фізіологічних функцій при патології ендокринної системи. Так, наприклад, при нерізкому дефіциті соматотропіну на-рушення росту тіла не відбувається завдяки реактогенної дію-вию інсуліну і інсуліноподібний фактор росту, що підвищують чутливість тканин до соматотропіну.
Основні механізми порушення функцій ендокринних залоз
Гілки нерва підходять до надниркових залоз, виділяють ацетилхолін і викликають посилення синтезу і секреції адреналіну і норадреналіну залозою.
Мозковий шар наднирників і симпатична нервова система, будучи тісно пов'язаними один з одним функціонально, позначаються терміном «симпато-адреналової системи». Найбільш яскраво пошкодження функції симпато-адреналової системи проявляється при феохромоцитомі.
Феохромоцитома - катехоламінпродуцірующая пухлина хромафинної тканини, що локалізується в мозковій речовині надниркових залоз.
Продукція катехоламінів при феохромоцитомі підвищена в десятки разів. Провідним фізіологічним механізмом порушень при феохромоцитомі є артеріальна гіпертензія (зростає рівень норадреналіну).
Нервові закінчення, які підходять до інших ендокринних залоз, вступають в синаптичні контакти з кровоносними судинами, які обплітають гормонпродуцірующіе клітини. У цих випадках перерезка нервів або їх роздратування порушує кровопостачання залоз, тим самим опосередковано змінюючи їх функцію.
Другий механізм регуляції - нейроендокринний (гіпоталамічний, трансгіпофізарний). У даному випадку регулюючий вплив ЦНС на фізіологічну активність залоз внутрішньої секреції реалізується через гіпоталамус, який є кінцевим морфологічним освітою, які забезпечують функціональну зв'язок головного мозку з ендокринною системою.
Основний механізм діяльності гіпоталамічних нейронів - трансформація нервового імпульсу в специфічний ендокринний процес, який зводиться до біосинтезу гормону в тілі нейро-ну та скиданню утворився секрету з закінчень аксона в кров.
При цьому здійснюється два типи нейроендокринних реакцій: один з них пов'язаний з утворенням і секрецією різілінг-факторів - головних регуляторів секреції гормонів аденогіпофізу, інший - з утворенням нейрогіпофізарних гормонів.
У першому випадку гіпоталамічні гормони утворюються в ядрах середнього та заднього відділів подбугровая області, потім надходять по аксонах їх нейронів в область середнього піднесення, де можуть накопичуватися і далі проникати в спеціальну систему портальної циркуляції аденогіпофіза. Ці високоактивні речовини (нейросекрету, нейрогормони) вибірково регулюють гормонообразовательние процеси аденогіпофіза.
По спрямованості ефекту гіпоталамічні рилізинг-фактори діляться на гіпофізарним ліберіни і статини.
Зміна центральної ендокринної регуляції може бути пов'язано з первинним зміною вироблення рилізинг-факторів або тропних гормонів, в результаті якого виникають вторинні порушення функції ендокринної залози (вторинні ендокринопатії). Ендокринопатії, викликані прямим ушкодженням тканини залози, отримали назву первинних.
У другому випадку гормони утворюються в ядрах переднього гіпоталамуса, спускаються по аксонах в задню частку гіпофіза, де депонуються, а звідти можуть надходити в системну циркуляцію і діяти на периферичні органи (вазопресин, АДГ і окситоцин).
Порушення ендокринних механізмів регуляції
Ендокринна регуляція пов'язана з безпосереднім впливом одних гормонів на біосинтез і секрецію інших. Гормональну регуляцію ендокринних функцій здійснює кілька груп гормонів.
Особливу роль в гормональній регуляції багатьох ендокринних функцій грає передня частка гіпофіза. У різних її клітинах утворюється ряд тропних гормонів (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основне значення яких зводиться до спрямованої стимуляції функцій і трофіки деяких периферичних ендокринних залоз (кора надниркових залоз, щитовидна залоза, гонади). Всі гормони тропів мають білково-пептидних природу (олігопептиди, прості білки, глікопротеїди).
Після експериментального хірургічного видалення гіпофіза залежні від нього периферичні залози піддаються гіпотрофії, в них різко знижується гормональний біосинтез. Наслідком цього є пригнічення процесів, регульованих відповідними периферичними залозами. Аналогічна картина спостерігається у людини при повній недостатності функції гіпофіза (хвороба Симмондса). Введення тропних гормонів тваринам після гіпофізектоміі поступово відновлює структуру і функцію залежних від гіпофіза ендокринних залоз.
До негіпофізарним гормонів, безпосередньо регулюючим периферичні ендокринні залози, належать, зокрема, глюкагон (гормон а-клітин підшлункової залози, який поряд з впливом на вуглеводний і ліпідний обмін в периферичних тканинах може надавати пряму стимулюючу дію на Р-клітини тієї ж залози, що виробляють інсулін) та інсулін (безпосередньо контролює секрецію катехоламінів наднирковими і СТГ гіпофізом).
Порушення в системі зворотного зв'язку
У механізмах регулювання «гормон-гормон» існує складна система регуляторних взаємозв'язків - як прямих (спадних), так і зворотних (висхідних).
Розберемо механізм зворотного зв'язку на прикладі системи «гіпоталамус-гіпофіз-периферичні залози».
Прямі зв'язки починаються в гіпофізотропних областях гіпоталамуса, які отримують по аферентні шляхах мозку зовнішні сигнали до запуску системи.
Гіпоталамічний стимул у вигляді певного рилізинг-фактора передається в передню частку гіпофіза, де посилює чи послаблює секрецію відповідного тропного гормону. Останній в підвищених або знижених концентраціях через системну циркуляцію надходить до регульованої їм периферичної ендокринної залозі і змінює її секреторну функцію.
Зворотні зв'язки можуть виходити як від периферичної залози (зовнішня зворотній зв'язок), так і від гіпофіза (внутрішня зворотний зв'язок). Висхідні зовнішні зв'язки закінчуються в гіпо-таламусі і гіпофізі.
Так, статеві гормони, кортикоїди, тиреоїдні гормони можуть чинити через кров зворотний вплив і на регулюючі їх області гіпоталамуса, і на відповідні тропні функції гіпофіза.
Важливе значення у процесах саморегуляції мають також внутрішні зворотні зв'язки, що йдуть від гіпофіза до відповідних гіпоталамічним центрам.
Таким чином, гіпоталамус:
• з одного боку, приймає сигнали ззовні й посилає накази по лінії прямого зв'язку до регульованих ендокринним залозам;
• з іншого боку, реагує на сигнали, що йдуть зсередини системи від регульованих залоз за принципом зворотного зв'язку.
По спрямованості фізіологічної дії зворотні зв'язки можуть бути негативними і позитивними. Перші як би самообмежуватися, самокомпенсирующимися роботу системи, другі самозапускают її.
При видаленні периферичної залози, регульованої гіпофізом, або при ослабленні її функції секреція відповідного тропного гормону зростає. І навпаки: посилення її функції призводить до гальмування секреції тропного гормону.
Процес саморегуляції функції залоз за механізмом зворотного зв'язку завжди порушується при будь-якій формі патології ендокринної системи. Класичним прикладом може служити атрофія кори надниркових залоз при тривалому лікуванні кортикостероїдами (в першу чергу, глюкокортикоїдними гормонами). Пояснюється це тим, що глюкокортикоїди (кортикостерон, кортизол та їх аналоги):
• є потужними регуляторами вуглеводного і білкового обміну, викликають підвищення концентрації глюкози в крові, гальмують синтез білка в м'язах, сполучної тканини і лімфоїдної тканини (катаболічний ефект);
• стимулюють утворення білка в печінці (анаболічний ефект);
• підвищують резистентність організму до різних подразників (адаптивний ефект);
• мають протизапальну і десенсибилизирующим дією (у великих дозах);
• є одним з факторів, що підтримують артеріальний тиск, кількість циркулюючої крові і нормальну проникність капілярів.
Зазначені ефекти глюкокортикоїдів зумовили їх широке клінічне застосування при захворюваннях, в основі патогенезу яких лежать алергічні процеси або запалення. У цих випадках вводиться ззовні гормон за механізмом зворотного зв'язку гальмує функцію відповідної залози, але при тривалому введенні призводить до її атрофії. Тому хворі, які припинили лікування препаратами глюкокортикоїдних гормонів, потрапляючи в ситуацію, коли під впливом пошкоджуючих факторів (операція, побутова травма, інтоксикація) у них розвивається стресовий стан, не відповідають адекватним посиленням секреції власних кортикостероїдів. В результаті у них може розвинутися гостра надниркова недостатність, яка супроводжується судинним колапсом, судомами, розвитком коми. Смерть у таких хворих може наступити через 48 годин (при явищах глибокої коми і судинного колапсу). Аналогічна картина може спостерігатися при крововиливі в надниркові залози.
Значення механізму зворотного зв'язку для організму можна розглянути також на прикладі вікарної гіпертрофії одного з наднирників після хірургічного видалення другого (одностороння адреналектомія). Така операція викликає швидке падіння рівня кортикостероїдів у крові, що посилює через гіпоталамус адренокортикотропний функцію гіпофіза і приводить до підвищення концентрації АКТГ в крові, наслідком якого є компенсаторна гіпертрофія залишився наднирника.
Тривалий прийом тіреостатіков (або антитиреоїдних речовин), що пригнічують біосинтез гормонів щитовидної залози (метилурацил, мерказоліл, сульфаніламіди), викликає посилення секреції тиреотропного гормону, а це, у свою чергу, обумовлює розростання залози і розвиток зоба.
Важливу роль механізм зворотного зв'язку відіграє також у патогенезі адреногенитального синдрому.
Неендокрінная (гуморальна) регуляція
Неендокрінная (гуморальна) регуляція - регулює дію на ендокринні залози деяких негормональних метаболітів.
Цей спосіб регулювання у більшості випадків є, по суті, самонастроювання ендокринної функції. Так, глюкоза, гуморально діючи на ендокринні клітини, змінює інтенсивність продукції інсуліну і глюкагону підшлунковою залозою, адреналіну мозковим шаром надниркових залоз, СТГ аденогипофизом. Рівень секреції паратгормону околощітовіднимі залозами і кальцитоніну щитовидною залозою, контролюючих кальцієвий обмін, у свою чергу, регулюється концентрацією іонів кальцію в крові. Інтенсивність біосинтезу альдостерону корою наднирників обумовлена рівнем іонів натрію і калію в крові.
Неендокрінная регуляція ендокринних процесів являє собою один з найважливіших способів підтримки метаболічного гомеостазу.
Для ряду залоз (а-і (3-клітини острівкового апарату підшлункової залози, околощітовідние залози) гуморальна регуляція негормональними агентами за принципом самонастроювання має першорядне фізіологічне значення.
Особливий інтерес набуває освіта негормональних чинників стимуляції діяльності ендокринних залоз в умовах патології. Так, при деяких формах тиреотоксикозу та запалення щитовидної залози (тиреоїдит) у крові хворих з'являється тривало діючий тиреоїдний стимулятор (long acting thyroid stimulator - LATS.
LATS представлений гормонально активними автоантитілами (IgG), що виробляються до патологічних компонентів (аутоантігенам) клітин щитовидної залози. Аутоантитіла, вибірково зв'язуючись з клітинами щитовидної залози, специфічно стимулюють в ній процеси секреції тиреоїдних гормонів, приводячи до розвитку патологічної гіперфункції. Вони діють аналогічно ТТГ, посилюючи процеси синтезу і секреції щитовидною залозою тироксину і трийодтироніну.
Не виключено, що аналогічні метаболіти можуть утворюватися і до специфічних білків інших ендокринних залоз, викликаючи порушення їхньої функції.
Периферичні (внежелезістие) механізми регуляції
Функція тієї чи іншої ендокринної залози залежить також від величини концентрації гормонів в крові, рівня їх резервування комплексообразующими (що зв'язують) системами крові, швидкості їх захоплення периферичними тканинами. У розвитку багатьох ендокринних захворювань вельми значну роль можуть грати:
1) порушення інактивації гормонів в тканинах і
печінки;
2) порушення зв'язування гормонів білками;
3) утворення антитіл до гормону;
4) порушення з'єднання гормону з відповідними ре-цепторов в клітинах-мішенях;
5) наявність антигормонов та їх дію на рецептори по меха-нізму конкурентного зв'язування.
Антигормони - речовини (у тому числі гормони), що мають спорідненість до рецепторів даного гормону і взаємодіють з ними. Займаючи рецептори, вони блокують ефект даного гормону.
Патологічні процеси в залозі - ендокринопатії
Однією з причин порушення нормальних взаємодій в ендокринній системі є патологічні процеси в самих ендокринних залозах, внаслідок прямого поразки однієї або декількох з них. У патологічних умовах можливі декілька варіантів порушення діяльності ендокринних залоз:
1) не відповідає потребам організму надмірно висока інкрецію (гіперфункція);
2) не відповідна потребам організму надмірно низька інкрецію (гіпофункція);
3) якісне порушення гормонообразованія в залозі, якісне порушення інкреціі (дисфункція).
Нижче наведено класифікацію ендокринопатії.
1. За характером зміни функції: гіперфункція, гіпофункція, дисфункція, ендокринні кризи.
Дисфункція - порушення співвідношень між гормонами, які виділяються однієї і тієї ж залозою. Прикладом може служити порушення співвідношень між естрогенами і прогестероном, що вважається важливим чинником патогенезу фіброміоми матки.
Ендокринні кризи - гострі прояви ендокринної патології - можуть бути гіпер-і гіпофункціональнимі (тіреотоксічекій криз, гипотиреоидная кома та ін.)
2. За походженням: первинні (які розвиваються в результаті первинного ушкодження тканини залози) і вторинні (що розвиваються в результаті первинного ушкодження гіпоталамуса).
3. За поширеністю порушень: моногландулярние і полігландулярна.
Основні механізми регуляції активності ендокринних залоз
Основні механізми регуляції активності ендокринних залоз
1. Автономна (базальна) саморегуляція активності ендокринної функції. Заснована на зворотний вплив обмінних процесів. Встановлено в експериментах з перфузией залози розчинами, які містять регульований фактор (метаболіт) в різних концентраціях. Характеризується наступною закономірністю: регульований залозою метаболіт чинить стимулюючу дію на ендокринну функцію, якщо гормон знижує його зміст, але гальмує її, якщо гормон підвищує вміст метаболіту (приклад: вплив рівня глюкози крові на виділення інсуліну і глюкагону). Цей механізм - основа підтримки метаболічного гомеостазу.
2. Взаємодія між гіпофізом і залозами-мішенями. Засноване на прямий (позитивної, стимулюючої) зв'язку і зворотного (негативною, що гальмує) зв'язку, носить також назву «плюс-мінус-взаємодія». Наприклад, аденогіпофіз виділяє АКТГ, який надає стимулюючу дію на кору надниркових залоз і виділення кортизолу, який, у свою чергу, гальмує секрецію АКТГ. Цей принцип є основою саморегуляції активності ендокринної системи і забезпечує підтримку ендокринного гомеостазу.
3. Нервовий контроль ендокринної активності. Здійснюється через гіпоталамус. Основні шляхи:
1) парааденогіпофізарний (нервово-провідникової), реалізується через симпатичні і парасимпатичні нерви залоз;
2) трансгіпофізарний, що включає гіпоталамічні фактори (гормони) і гуморальний контроль функції аденогіпофіза.
Відомі транспортні системи, що забезпечують рух БАР в гіпофіз:
1) виділення в портальну систему гіпофіза гіпоталамічних факторів, що активують (ліберіни) або пригнічують (статини) гормонопоез в передній долі гіпофіза;
2) аксональний транспорт - перенесення нейрогормонів (вазопресину і окситоцину) з нейросекреторних ядер (супраоптіческого і паравентрикулярного) в задню частку гіпофіза.
Гіпоталамічна регуляція функцій аденогіпофіза контролюється негативним зворотним зв'язком. Наприклад, кортіколіберін збільшує секрецію АКТГ, який гальмує активність гіпоталамічних клітин, що продукують кортіколіберін. У системі регуляції активності довгих ендокринних осей «гіпоталамус-гіпофіз-заліза-мішень» ця петля зворотного зв'язку носить назву «короткій». Другий варіант регуляції активності такої ж осі - «довга петля» зворотного зв'язку, тобто взаємодія між гіпоталамусом і залозою-мішенню, засноване на чутливості гіпоталамічних нейронів, які продукують відповідний рилізинг-фактор, до гормону відповідної залози-мішені. Всі ці взаємодії забезпечують підтримку ендокринного гомеостазу.
4. Зовнішній контроль. У ньому беруть участь лімбічні структури, стара і нова кора, через які здійснюються впливу з зовнішнього середовища (холод, тепло, світло, фактори, що викликають психічний та емоційне напруження і т.д.). Зовнішній контроль переводить ендокринну систему на іншій функціональний рівень, відповідний новим потребам організму, тобто забезпечує адаптацію до мінливих умов зовнішнього середовища.
Біологічне значення ендокринної функції:
1) підтримання гомеостазу;
2) формування адаптивних (пристосувальних) реакцій.
Механізми компенсації порушеної функції ендокринної залози
Зміни функцій ендокринних залоз, що відбуваються під впливом пошкоджуючих чинників середовища, як правило, супроводжуються порушеннями в організмі обміну речовин і фізіологічних функцій. Відповідно, компенсаторні процеси в ендокринній системі слід розділити на дві основні групи:
1) компенсація порушеної функції самої ендокринної залози;
2) компенсація порушених процесів метаболізму і фізіологічних функцій, регульованих в організмі ендокринної залозою, при недостатності її гормонів.
Механізми компенсаторних процесів першої групи можуть бути як внутріорганних і внутрішньосистемні, так і міжсистемних. По-перше, компенсація порушеної функції тієї чи іншої залози здійснюється за рахунок механізмів саморегуляції на рівні самої залози або системної регуляції за принципом зворотнього зв'язку. По-друге, компенсація реалізується, як і в більшості інших органів, за рахунок мобілізації процесів фізіологічної та репаративної регенерації, здатність до якої у залозистої тканини досить висока. По-третє, компенсаторні процеси здійснюються за рахунок зміни функцій інших систем організму, наприклад, забезпечують всмоктування необхідних для синтезу гормонів залози субстратів в шлунково-кишковому тракті, транспорт гормонів у вільному стані і в складі білкових комплексів, метаболізм і деградацію гормонів, екскрецію гормонів, нарешті, зв'язування гормонів на рівні ефектора.
Компенсаторні процеси другої групи реалізуються завдяки тому, що в регуляції основних метаболічних та функціональних процесів бере участь, як правило, кілька гормонів різних ендокринних залоз, що дозволяє компенсувати недостатність або надмірність одних гормонів ефектами інших (внутрішньосистемних компенсація). Компенсаторні процеси цієї групи здійснюються і за рахунок міжсистемних реакцій за допомогою нервової регуляції і саморегуляції метаболічних і фізіологічних функцій.
Оскільки механізми саморегуляції функції ендокринної залози, перш за все, пов'язані з процесами депонування гормонів, їх попередників і навіть субстратів в самій залозі, створюваний таким чином запас гормонів, попередників і субстратів може забезпечити швидку, але короткочасну компенсацію виникає в організмі дефіциту субстрату або підвищеної потреби в гормоні. Так, у колоїді щитовидної залози, що знаходиться в фолікулах, зберігаються йодтироніни і йодтірозіни і навіть вільний йодид.
Ауторегуляція синтезу і секреції тиреоїдних гормонів на рівні самої залози забезпечується рівнем йоду. Недолік його активує екстракцію йодиду з крові, зростання кровотоку через щитовидну залозу і прискорення біосинтезу тиреоїдних гормонів. Навпаки, надлишок йодиду пригнічує синтез і секрецію тиреоїдних гормонів. Механізм інгібуючої дії йодиду, як правило, проявляється в умовах надлишкової продукції гормонів, полягає в зниженні екстракції йодиду з крові, гальмуванні процесів органічного зв'язування йоду, а також придушенні секреції гормонів залозою. Призначення йодиду з лікувальною метою практикується у хворих з гіперфункцією щитовидної залози, при зобі. Надмірність інгібуючого впливу надмірних доз йодиду у хворих з гіпертиреоїдних зобом веде до переходу гіпертиреоїдних стану в еутиреоїдного.
Для компенсації порушеної функції ендокринної залози найважливіше значення має системний рівень регуляції, реаліізующійся за допомогою механізму зворотного зв'язку. Так, регуляція функції щитовидної залози забезпечується гіпоталамо-аденогіпофізарной системою за допомогою пептидів: тиреоліберином гіпоталамуса і тиреотропіну гіпофіза. Зміна рівня гормонів щитовидної залози в крові (переважно трийодтироніну) викликає протилежні зрушення в синтезі і секреції цих пептидів. При дефіциті тиреоїдних гормонів підвищується за принципом зворотного зв'язку рівень тиреотропіну в крові сприяє активації в щитовидній залозі всіх біосинтетичних і секреторних процесів, а також стимулює трофіку і пластичні процеси, фізіологічну і репаративну регенерацію, що веде до відновлення зниженої функції залози.
Необхідною умовою регенерації залози після її пошкодження є наявність певної концентрації в крові тиреоїдних гормонів, що виробляються пошкодженими структурами ж лези. Це пов'язано з тим, що гормони щитовидної залози необхідні для процесів біосинтезу білка і ділення клітин в організмі. Вони стимулюють регенерацію більшості тканин організму взагалі і самої залози зокрема. Таким чином, при повному припиненні секреції тиреоїдних гормонів або зниженні їх концентрації в крові нижче порогового рівня регенерація залози навіть при надлишку тиреотропіну виявляється неможливою. Якщо функція залози знижена в результаті дефіциту йоду або якщо пошкодження її структур виявилося настільки значним, що призвело до різкого зменшення рівня тиреоїдних гормонів у крові, що мобілізуються в кров за механізмом зворотного зв'язку тиреотропін викликає не регенерацію, а компенсаторну гіпертрофію залози. Отже, процеси регенерації будуть тим слабше, чим менше залишається неушкодженої тканини (наприклад, після резекції).
При недостатності процесів регенерації щитовидної залози іноді виникає необхідність в їх штучної стимуляції. Штучне управління регенерацією щитовидної залози потребує екзогенного введення ретельно дозованих оптимальних кількостей тиреоїдних гормонів, щоб, з одного боку, стимулювати процеси регенерації, а з іншого - не придушити їх надлишком підвищеної секреції тиреотропіну.
Регенераторна здатність висока і в інших ендокринних залозах, зокрема в наднирниках. Так, гіперфункція кори надниркових залоз, викликана, наприклад, надлишкової стимуляцією кортикотропіном гіпофіза, призводить до її гіпертрофії внаслідок посилення секреторного процесу. При цьому відбувається і перебудова структури кори з переважним збільшенням маси клітин пучкової зони. Регенерація кори надниркових залоз є наслідок первинного ушкодження тканини, і хоча при цьому механізм зворотного зв'язку приводить до підвищення в крові рівня кортикотропіну, для повноцінної регенерації необхідні й інші речовини - клітинні стимулятори регенерації, тиреоїдні гормони, а також попередники синтезу і метаболіти стероїдних гормонів кори надниркових залоз. Процес регенерації кори надниркових залоз розвивається при різних ступенях пошкодження, навіть при енуклеація, тобто майже повному видаленні. Формирующаяся при регенерації перебудова метаболічних процесів веде до зміни кількісних та якісних характеристик біосинтезу стероїдних гормонів, що не тільки викликає стимуляцію репаративних процесів у самій корі надниркових залоз, а й впливає на функції організму, нерідко призводячи до вторинних порушень. Так, наслідком регенерації кори надниркових залоз є артеріальна гіпертензія. В експериментах на тваринах показано, що пошкодження кори надниркових залоз, що відтворюється різними способами (роздавлювання, прошиванням, енуклеація тощо), призводить до формування артеріальної гіпертензії, що отримала назву «регенераційної».
Компенсація порушених функцій ендокринних залоз здійснюється і на міжсистемної рівні. Так, біологічна активність секретується в кров гормонів змінюється в результаті їх зв'язування з транспортними білками крові. Надмірна секреція кортизолу корою наднирників веде до збільшення у крові не тільки вільною, але і пов'язаної з транскортином форми гормону, а надмірне зв'язування гормону з транспортними білками зменшує його біологічну активність. Це відбувається в торпидную фазу травматичного шоку, коли підвищена секреція кортизолу супроводжується надмірним утворенням пов'язаної форми гормону. Навпаки, в початкову фазу стресу («реакція тривоги» за Г. Сельє) відбувається вивільнення кортизолу із зв'язку з транскортином, що веде до збільшення у крові концентрації біологічно активної форми гормону і є необхідною умовою захисної реакції організму. Завдяки утворення кількох транспортних форм гормону здійснюється більш значуща компенсація надлишкових кількостей гормону в крові. Так, при підвищенні концентрації кортизолу в крові до рівня> 1,0 мкмоль / л частина гормону зв'язується також з альбуміном крові.
Компенсація надлишкової секреції в кров гормонів здійснюється й через активацію їх руйнування в печінці, метаболічних перетворень в тканинах-мішенях і екскреції з сечею. При не-достатній синтезі і секреції гормонів ці процеси, навпаки, протікають менш інтенсивно. До компенсаторним процесам міжсистемного рівня відноситься і зміна депонування гормо-нів в тканинах. Так, при тиреотоксикозі у міокарді знижується вміст депонованих катехоламінів, оскільки при підвищеному рівні тироксину порушуються процеси окисного фосфорилювання, і розвивається дефіцит АТФ, а також гальмується активність дофадекарбоксілази. Надмірна кількість в крові тиреоїдних гормонів викликає підвищення чутливості тканин, зокрема серця, до катехоламінів. Зменшення кількості катехоламінів у міокарді, таким чином, є важливим механізмом зниження впливу надлишкових кількостей тиреоїдних гормонів на серцевий м'яз.
Компенсаторні реакції на рівні ефектора нерідко підкоряються правилу вихідного стану. Сутність цього правила полягає в тому, що початковий стан функціональної активності тканини, органу або системи визначає величину і характер їх реакції на подразник. Так, в умовах підвищеної функціональної активності ефектора (включаючи і рівень обміну речовин) гормони-активатори функції можуть взагалі не викликати ефекту або вести до ослабленого або навіть протилежного (тобто гнітючого) ефекту. Навпаки, при ослабленій функціональної активності ефектора такі гормони-стимулятори викликають, як правило, більш потужний активуючий ефект. Подібної закономірності підкоряються і метаболічні ефекти гормонів. Наприклад, в умовах підвищеного катаболізму білка в організмі глюкокортикоїди або втрачають свій катаболічний ефект, або проявляють його дещо слабше, або викликають навіть анаболічну дію. У механізмах реалізації правила вихідного стану, поряд з дією гормонів-антагоністів і процесами саморегуляції метаболізму, істотну роль грає залежне від функціональної активності клітин зміна кількості та афінності клітинних мембранних рецепторів гормонів.
Компенсація надлишку або нестачі рівня гормонів в крові може також здійснюватися на рівні тканин-мішеней за допомогою зміни числа і афінності клітинних мембранних рецепторів, приводячи до десенситизации клітин в умовах надлишку гормонів або до їх сенситизации при гормональному дефіциті.
Компенсація порушень процесів метаболізму і фізіологічних функцій, регульованих ендокринної залозою, при недостатності її гормонів. Найбільш значущу роль у компенсації порушень діяльності ендокринних залоз відіграють компенсаторні процеси, спрямовані не на підтримку секреторною діяльності залози, рівня гормону в крові або його впливу на органи-мішені, а на забезпечення компенсації недостатніх або надлишкових ефектів гормону, тобто компенсації порушень регульованих гормоном процесів - метаболічних і функціональних.
Один з найважливіших механізмів такої компенсації пов'язаний з наявністю синергізму та антагонізму ефектів гормонів різних ендокринних залоз. Так, адреналін, глюкагон, глюкокортикоїди, соматотропін підвищують рівень глюкози в крові за рахунок розщеплення глікогену, глюконеогенезу та придушення утилізації глюкози периферичними тканинами. Інсулін протидіє цим ефектам і викликає гіпоглікемію. Прикладами синергізму (часткового) можуть служити ефекти паратирин і кальцитріолу (активація всмоктування кальцію в кишечнику), а антагонізму - ефекти паратирин (гіперкальціємія) і кальцитоніну (гіпокальціємія). Як правило, синергізм та антагонізм ефектів гормонів є неповними, тому компенсація одних порушень метаболізму та функцій супроводжується збільшенням інших. Це особливо яскраво тпроявляется в процесі формування порушень діяльності ендокринної залози, коли нерізкі, предпатологические відхилення функції компенсуються, а більш виражені - проявляються.
Діяльність ендокринних залоз взаємозалежні. Цей взаємозв'язок виражається не тільки у змінах синтезу і секреції гормонів однієї залози під впливом гормонів інший (наприклад, кортикостероїди пригнічують функцію щитовидної залози), а й у відповідних процесах на рівні ефекторів (наприклад, паратирин інгібує антидіуретичний ефект вазопресину). Здатність гормонів міняти реакцію тканини-мішені на дію інших гормонів і нейромедіаторів, що отримала назву «реактогенної дію гормонів», є одним з важливих механізмів компенсації порушених в організмі метаболічних процесів і фізіологічних функцій при патології ендокринної системи. Так, наприклад, при нерізкому дефіциті соматотропіну на-рушення росту тіла не відбувається завдяки реактогенної дію-вию інсуліну і інсуліноподібний фактор росту, що підвищують чутливість тканин до соматотропіну.
Основні механізми порушення функцій ендокринних залоз
Гілки нерва підходять до надниркових залоз, виділяють ацетилхолін і викликають посилення синтезу і секреції адреналіну і норадреналіну залозою.
Мозковий шар наднирників і симпатична нервова система, будучи тісно пов'язаними один з одним функціонально, позначаються терміном «симпато-адреналової системи». Найбільш яскраво пошкодження функції симпато-адреналової системи проявляється при феохромоцитомі.
Феохромоцитома - катехоламінпродуцірующая пухлина хромафинної тканини, що локалізується в мозковій речовині надниркових залоз.
Продукція катехоламінів при феохромоцитомі підвищена в десятки разів. Провідним фізіологічним механізмом порушень при феохромоцитомі є артеріальна гіпертензія (зростає рівень норадреналіну).
Нервові закінчення, які підходять до інших ендокринних залоз, вступають в синаптичні контакти з кровоносними судинами, які обплітають гормонпродуцірующіе клітини. У цих випадках перерезка нервів або їх роздратування порушує кровопостачання залоз, тим самим опосередковано змінюючи їх функцію.
Другий механізм регуляції - нейроендокринний (гіпоталамічний, трансгіпофізарний). У даному випадку регулюючий вплив ЦНС на фізіологічну активність залоз внутрішньої секреції реалізується через гіпоталамус, який є кінцевим морфологічним освітою, які забезпечують функціональну зв'язок головного мозку з ендокринною системою.
Основний механізм діяльності гіпоталамічних нейронів - трансформація нервового імпульсу в специфічний ендокринний процес, який зводиться до біосинтезу гормону в тілі нейро-ну та скиданню утворився секрету з закінчень аксона в кров.
При цьому здійснюється два типи нейроендокринних реакцій: один з них пов'язаний з утворенням і секрецією різілінг-факторів - головних регуляторів секреції гормонів аденогіпофізу, інший - з утворенням нейрогіпофізарних гормонів.
У першому випадку гіпоталамічні гормони утворюються в ядрах середнього та заднього відділів подбугровая області, потім надходять по аксонах їх нейронів в область середнього піднесення, де можуть накопичуватися і далі проникати в спеціальну систему портальної циркуляції аденогіпофіза. Ці високоактивні речовини (нейросекрету, нейрогормони) вибірково регулюють гормонообразовательние процеси аденогіпофіза.
По спрямованості ефекту гіпоталамічні рилізинг-фактори діляться на гіпофізарним ліберіни і статини.
Зміна центральної ендокринної регуляції може бути пов'язано з первинним зміною вироблення рилізинг-факторів або тропних гормонів, в результаті якого виникають вторинні порушення функції ендокринної залози (вторинні ендокринопатії). Ендокринопатії, викликані прямим ушкодженням тканини залози, отримали назву первинних.
У другому випадку гормони утворюються в ядрах переднього гіпоталамуса, спускаються по аксонах в задню частку гіпофіза, де депонуються, а звідти можуть надходити в системну циркуляцію і діяти на периферичні органи (вазопресин, АДГ і окситоцин).
Порушення ендокринних механізмів регуляції
Ендокринна регуляція пов'язана з безпосереднім впливом одних гормонів на біосинтез і секрецію інших. Гормональну регуляцію ендокринних функцій здійснює кілька груп гормонів.
Особливу роль в гормональній регуляції багатьох ендокринних функцій грає передня частка гіпофіза. У різних її клітинах утворюється ряд тропних гормонів (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основне значення яких зводиться до спрямованої стимуляції функцій і трофіки деяких периферичних ендокринних залоз (кора надниркових залоз, щитовидна залоза, гонади). Всі гормони тропів мають білково-пептидних природу (олігопептиди, прості білки, глікопротеїди).
Після експериментального хірургічного видалення гіпофіза залежні від нього периферичні залози піддаються гіпотрофії, в них різко знижується гормональний біосинтез. Наслідком цього є пригнічення процесів, регульованих відповідними периферичними залозами. Аналогічна картина спостерігається у людини при повній недостатності функції гіпофіза (хвороба Симмондса). Введення тропних гормонів тваринам після гіпофізектоміі поступово відновлює структуру і функцію залежних від гіпофіза ендокринних залоз.
До негіпофізарним гормонів, безпосередньо регулюючим периферичні ендокринні залози, належать, зокрема, глюкагон (гормон а-клітин підшлункової залози, який поряд з впливом на вуглеводний і ліпідний обмін в периферичних тканинах може надавати пряму стимулюючу дію на Р-клітини тієї ж залози, що виробляють інсулін) та інсулін (безпосередньо контролює секрецію катехоламінів наднирковими і СТГ гіпофізом).
Порушення в системі зворотного зв'язку
У механізмах регулювання «гормон-гормон» існує складна система регуляторних взаємозв'язків - як прямих (спадних), так і зворотних (висхідних).
Розберемо механізм зворотного зв'язку на прикладі системи «гіпоталамус-гіпофіз-периферичні залози».
Прямі зв'язки починаються в гіпофізотропних областях гіпоталамуса, які отримують по аферентні шляхах мозку зовнішні сигнали до запуску системи.
Гіпоталамічний стимул у вигляді певного рилізинг-фактора передається в передню частку гіпофіза, де посилює чи послаблює секрецію відповідного тропного гормону. Останній в підвищених або знижених концентраціях через системну циркуляцію надходить до регульованої їм периферичної ендокринної залозі і змінює її секреторну функцію.
Зворотні зв'язки можуть виходити як від периферичної залози (зовнішня зворотній зв'язок), так і від гіпофіза (внутрішня зворотний зв'язок). Висхідні зовнішні зв'язки закінчуються в гіпо-таламусі і гіпофізі.
Так, статеві гормони, кортикоїди, тиреоїдні гормони можуть чинити через кров зворотний вплив і на регулюючі їх області гіпоталамуса, і на відповідні тропні функції гіпофіза.
Важливе значення у процесах саморегуляції мають також внутрішні зворотні зв'язки, що йдуть від гіпофіза до відповідних гіпоталамічним центрам.
Таким чином, гіпоталамус:
• з одного боку, приймає сигнали ззовні й посилає накази по лінії прямого зв'язку до регульованих ендокринним залозам;
• з іншого боку, реагує на сигнали, що йдуть зсередини системи від регульованих залоз за принципом зворотного зв'язку.
По спрямованості фізіологічної дії зворотні зв'язки можуть бути негативними і позитивними. Перші як би самообмежуватися, самокомпенсирующимися роботу системи, другі самозапускают її.
При видаленні периферичної залози, регульованої гіпофізом, або при ослабленні її функції секреція відповідного тропного гормону зростає. І навпаки: посилення її функції призводить до гальмування секреції тропного гормону.
Процес саморегуляції функції залоз за механізмом зворотного зв'язку завжди порушується при будь-якій формі патології ендокринної системи. Класичним прикладом може служити атрофія кори надниркових залоз при тривалому лікуванні кортикостероїдами (в першу чергу, глюкокортикоїдними гормонами). Пояснюється це тим, що глюкокортикоїди (кортикостерон, кортизол та їх аналоги):
• є потужними регуляторами вуглеводного і білкового обміну, викликають підвищення концентрації глюкози в крові, гальмують синтез білка в м'язах, сполучної тканини і лімфоїдної тканини (катаболічний ефект);
• стимулюють утворення білка в печінці (анаболічний ефект);
• підвищують резистентність організму до різних подразників (адаптивний ефект);
• мають протизапальну і десенсибилизирующим дією (у великих дозах);
• є одним з факторів, що підтримують артеріальний тиск, кількість циркулюючої крові і нормальну проникність капілярів.
Зазначені ефекти глюкокортикоїдів зумовили їх широке клінічне застосування при захворюваннях, в основі патогенезу яких лежать алергічні процеси або запалення. У цих випадках вводиться ззовні гормон за механізмом зворотного зв'язку гальмує функцію відповідної залози, але при тривалому введенні призводить до її атрофії. Тому хворі, які припинили лікування препаратами глюкокортикоїдних гормонів, потрапляючи в ситуацію, коли під впливом пошкоджуючих факторів (операція, побутова травма, інтоксикація) у них розвивається стресовий стан, не відповідають адекватним посиленням секреції власних кортикостероїдів. В результаті у них може розвинутися гостра надниркова недостатність, яка супроводжується судинним колапсом, судомами, розвитком коми. Смерть у таких хворих може наступити через 48 годин (при явищах глибокої коми і судинного колапсу). Аналогічна картина може спостерігатися при крововиливі в надниркові залози.
Значення механізму зворотного зв'язку для організму можна розглянути також на прикладі вікарної гіпертрофії одного з наднирників після хірургічного видалення другого (одностороння адреналектомія). Така операція викликає швидке падіння рівня кортикостероїдів у крові, що посилює через гіпоталамус адренокортикотропний функцію гіпофіза і приводить до підвищення концентрації АКТГ в крові, наслідком якого є компенсаторна гіпертрофія залишився наднирника.
Тривалий прийом тіреостатіков (або антитиреоїдних речовин), що пригнічують біосинтез гормонів щитовидної залози (метилурацил, мерказоліл, сульфаніламіди), викликає посилення секреції тиреотропного гормону, а це, у свою чергу, обумовлює розростання залози і розвиток зоба.
Важливу роль механізм зворотного зв'язку відіграє також у патогенезі адреногенитального синдрому.
Неендокрінная (гуморальна) регуляція
Неендокрінная (гуморальна) регуляція - регулює дію на ендокринні залози деяких негормональних метаболітів.
Цей спосіб регулювання у більшості випадків є, по суті, самонастроювання ендокринної функції. Так, глюкоза, гуморально діючи на ендокринні клітини, змінює інтенсивність продукції інсуліну і глюкагону підшлунковою залозою, адреналіну мозковим шаром надниркових залоз, СТГ аденогипофизом. Рівень секреції паратгормону околощітовіднимі залозами і кальцитоніну щитовидною залозою, контролюючих кальцієвий обмін, у свою чергу, регулюється концентрацією іонів кальцію в крові. Інтенсивність біосинтезу альдостерону корою наднирників обумовлена рівнем іонів натрію і калію в крові.
Неендокрінная регуляція ендокринних процесів являє собою один з найважливіших способів підтримки метаболічного гомеостазу.
Для ряду залоз (а-і (3-клітини острівкового апарату підшлункової залози, околощітовідние залози) гуморальна регуляція негормональними агентами за принципом самонастроювання має першорядне фізіологічне значення.
Особливий інтерес набуває освіта негормональних чинників стимуляції діяльності ендокринних залоз в умовах патології. Так, при деяких формах тиреотоксикозу та запалення щитовидної залози (тиреоїдит) у крові хворих з'являється тривало діючий тиреоїдний стимулятор (long acting thyroid stimulator - LATS.
LATS представлений гормонально активними автоантитілами (IgG), що виробляються до патологічних компонентів (аутоантігенам) клітин щитовидної залози. Аутоантитіла, вибірково зв'язуючись з клітинами щитовидної залози, специфічно стимулюють в ній процеси секреції тиреоїдних гормонів, приводячи до розвитку патологічної гіперфункції. Вони діють аналогічно ТТГ, посилюючи процеси синтезу і секреції щитовидною залозою тироксину і трийодтироніну.
Не виключено, що аналогічні метаболіти можуть утворюватися і до специфічних білків інших ендокринних залоз, викликаючи порушення їхньої функції.
Периферичні (внежелезістие) механізми регуляції
Функція тієї чи іншої ендокринної залози залежить також від величини концентрації гормонів в крові, рівня їх резервування комплексообразующими (що зв'язують) системами крові, швидкості їх захоплення периферичними тканинами. У розвитку багатьох ендокринних захворювань вельми значну роль можуть грати:
1) порушення інактивації гормонів в тканинах і
печінки;
2) порушення зв'язування гормонів білками;
3) утворення антитіл до гормону;
4) порушення з'єднання гормону з відповідними ре-цепторов в клітинах-мішенях;
5) наявність антигормонов та їх дію на рецептори по меха-нізму конкурентного зв'язування.
Антигормони - речовини (у тому числі гормони), що мають спорідненість до рецепторів даного гормону і взаємодіють з ними. Займаючи рецептори, вони блокують ефект даного гормону.
Патологічні процеси в залозі - ендокринопатії
Однією з причин порушення нормальних взаємодій в ендокринній системі є патологічні процеси в самих ендокринних залозах, внаслідок прямого поразки однієї або декількох з них. У патологічних умовах можливі декілька варіантів порушення діяльності ендокринних залоз:
1) не відповідає потребам організму надмірно висока інкрецію (гіперфункція);
2) не відповідна потребам організму надмірно низька інкрецію (гіпофункція);
3) якісне порушення гормонообразованія в залозі, якісне порушення інкреціі (дисфункція).
Нижче наведено класифікацію ендокринопатії.
1. За характером зміни функції: гіперфункція, гіпофункція, дисфункція, ендокринні кризи.
Дисфункція - порушення співвідношень між гормонами, які виділяються однієї і тієї ж залозою. Прикладом може служити порушення співвідношень між естрогенами і прогестероном, що вважається важливим чинником патогенезу фіброміоми матки.
Ендокринні кризи - гострі прояви ендокринної патології - можуть бути гіпер-і гіпофункціональнимі (тіреотоксічекій криз, гипотиреоидная кома та ін.)
2. За походженням: первинні (які розвиваються в результаті первинного ушкодження тканини залози) і вторинні (що розвиваються в результаті первинного ушкодження гіпоталамуса).
3. За поширеністю порушень: моногландулярние і полігландулярна.